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基于IC卡的記錄式溫度表
IC卡智能熱量表是一個由流量傳感器，配對溫度傳感器，計算器組成的組合式儀表。下面是小編精心整理的基于IC卡的記錄式溫度表，歡迎大家分享。
資料1：
摘要：基于IC卡的溫度表是一種新穎的現(xiàn)場儀表。它利用IC卡作為信息載體進行雙向數(shù)據(jù)傳送，可以共享PC機的強大功能；利用PC機，可對儀表的測量數(shù)據(jù)進行記錄、分析、處理、存檔、打印、繪制曲線等，具有記錄波形的功能。
關(guān)鍵詞：IC卡熱電阻傳感器采樣時間
1一種新穎的記錄儀表
溫度計是常用的熱工儀表，常用于工業(yè)現(xiàn)場作為過程的溫度測量。在工業(yè)生產(chǎn)過程中，不僅需要了解當(dāng)前溫度讀數(shù)，而且還希望能了解過程中的溫度變化情況。最近，筆者設(shè)計的基于IC卡的記錄式溫度表，價格與數(shù)字式溫度表相近；但可以記錄、存儲數(shù)據(jù)，并可通過IC卡與PC機接口，是一種新穎的記錄式儀表。
該溫度表將熱電阻傳感器測得的溫度信號，經(jīng)過信號調(diào)理和A/D轉(zhuǎn)換，在面板上顯示，同時將數(shù)據(jù)存儲在儀表中的E2PROM中。在儀表的面板上有一個鑰匙小孔，當(dāng)用戶需要時，只要將IC卡插入，即可取出存儲的數(shù)據(jù)。用戶將IC卡再插入接在普通PC機打印口上的IC卡讀寫器，即可將數(shù)據(jù)送入PC機。利用PC機的強大功能，可進行數(shù)據(jù)處理、分析、顯示、存儲、打印。這種儀表不僅可以顯示讀數(shù)，而且還可以記錄溫度的實時變化。例如，可以顯示或打印一個過程的溫度曲線。這種溫度表用極低的代價，使數(shù)字溫度表升級成為電記錄儀表，實現(xiàn)了儀表的信息化。
與集散系統(tǒng)中的儀表相比，該溫度表不用連接導(dǎo)線，而且IC卡作為信息載體傳送數(shù)據(jù)。雖然在速度上比不上現(xiàn)場總線的快捷和方便，但同時也避免了拉長線所帶來的干擾問題，同時不受距離、儀表數(shù)量的限制。因此，適用于分散、固定在工業(yè)現(xiàn)場的各種儀表。
圖1
2硬件組成
本設(shè)計采用銅熱電阻作為溫度傳感器。傳感器作為電橋的一臂，用三線制接入電橋。電橋電壓經(jīng)運算放大器7650放大后送入模/數(shù)轉(zhuǎn)換器。在本設(shè)計中，采用7107作為模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，7107是三位半雙積分式模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，可直接驅(qū)動LED數(shù)碼管。當(dāng)前溫度值由數(shù)碼管直接顯示。單片機89C51將7107輸出的數(shù)字量取到計算機中。7107輸出的是七段字形代碼，位數(shù)較多。經(jīng)邏輯化簡后，這三位半數(shù)字可簡化為16位二進制代碼。由軟件進行反譯碼可以得到8421的BCD碼。選用7107作為A/D轉(zhuǎn)換器，是考慮到該芯片的性價比高。得到的溫度數(shù)字量存入儀表內(nèi)部的E2PROM24C256中。
24C256是I2C總線的串行E2PROM�？纱娣�32KB數(shù)據(jù)，可重復(fù)擦寫10萬次，數(shù)據(jù)保存100年不丟失，寫入時間為10ms，可采用頁寫入方式，一次寫入64字節(jié)。在I2C總線上最多可掛接4片24C256芯片，通過地址線A1、A0的硬接線進行選片。
IC卡也是由一片24C256芯片組成，IC卡上的插座掛接在I2C總線上。儀表內(nèi)的24C256片地址是“00”，IC卡上的24C256的片地址是“01”。IC卡上有五個引腳：電源、地、SDA、SCL、RDY。RDY在卡上與地短接，用來給單片機作卡插入判別信號。
圖1是該溫度表的硬件接線原理圖。
DS1302是一片串行時鐘日歷芯片，可進行秒、分、時、日、月、星期、年的走時；在芯片內(nèi)部還有31字節(jié)的靜態(tài)RAM可資利用；在2.5V工作時，芯片電流小于300nA；外接備用電池，在外部停電的情況下可長期正常走時可給系統(tǒng)提供記錄數(shù)據(jù)的實時時間。另外，DS1302內(nèi)部的RAM可以作NVRAM來使用，存儲儀表的工作參數(shù)。
在單片機的P3.4口線上，接有一只有源訊響器。該訊響器用作IC卡讀、寫指示和超限報警。在IC卡進行讀/寫操作時，訊響器發(fā)出均勻的“嘟嘟”聲。讀/寫結(jié)束后音響停止。如讀/寫錯誤，則發(fā)出短促報警聲。在IC卡未插入的正常工作情況，如溫度超過設(shè)定值，則發(fā)出溫度超限報警。
3存儲分配和軟件考慮
用于記錄式溫度表的IC卡有兩種：一種用于設(shè)定儀表的工作參數(shù)，稱“參數(shù)卡”；另一種用于讀取儀表的工作參數(shù)和溫度數(shù)據(jù)，稱“數(shù)據(jù)卡”。工作參數(shù)包括卡標(biāo)志字、表號、采樣時間、超限設(shè)定，時間/日期。標(biāo)志字用來區(qū)別參數(shù)卡和數(shù)據(jù)卡。采樣時間可以從1s到1小時任意設(shè)定。如按1s的時間間隔進行采樣，則最多可存放10小時的數(shù)據(jù)。如按1次/小時的時間間隔采樣溫度，則1次可取出8年的溫度數(shù)據(jù)。
在主程序中，單片機的工作是按時讀取A/D的輸出數(shù)字量，將數(shù)據(jù)存入24C256中；并將該數(shù)據(jù)與超限報警的設(shè)置值進行比較，如超過了設(shè)定值，則啟動訊響器進行報警。
每存放一個數(shù)據(jù)，必須修改一次地址指針。該地址指針存放在DS1302的NVRAM中。在系統(tǒng)停電的情況下，地址指針保存在NVRAM中不致丟失，以便在系統(tǒng)恢復(fù)送電時，從該地址繼續(xù)記錄數(shù)據(jù)。該指針在IC卡讀取數(shù)據(jù)時也作為工作參數(shù)一起取走，送入PC機。PC機根據(jù)該指針來確定IC卡上的有效數(shù)據(jù)的長度。該指針不能存放在24C256中，因為E2PROM的寫操作次數(shù)是有限的。另外，在對7107讀數(shù)時，為防止7107數(shù)字量翻轉(zhuǎn)時可能出現(xiàn)的競爭現(xiàn)象，在程序中安排對A/D進行兩次取數(shù)。只有在兩次取數(shù)的值相同時，才認(rèn)為是一次有效數(shù)據(jù)，否則應(yīng)重新取數(shù)。
在主程序中，單片機掃描RDY信號，判斷有無IC卡插入，如有卡插入，則根據(jù)卡上的標(biāo)志字確定是參數(shù)卡還是數(shù)據(jù)卡。不同的卡采用不同的讀/寫流程。不論何種卡，在讀/寫操作時都要啟動定時器，使訊響器發(fā)出均勻的“嘟-嘟”讀/寫訊號。
圖2
4PC機的管理功能
IC卡取出后，數(shù)據(jù)傳送到PC機中。PC機的IC卡讀/寫器接在PC機的并行打印口的25針插座上，數(shù)據(jù)從打印口進入計算機。因一般的PC機打印口只有單向輸出數(shù)據(jù)的能力，為了與串行E2PROM實現(xiàn)雙向數(shù)據(jù)傳送，在打印插頭上外接一塊三態(tài)門電路，其線路連接如圖2所示。PC機數(shù)據(jù)輸出通過三態(tài)門送到SDA上。當(dāng)PC機輸入數(shù)據(jù)時，三態(tài)門關(guān)閉，SDA上的信號通過打印插頭的15腳進入PC機。因讀/寫電路和IC卡的電流很小，可以從打印口的空閑數(shù)據(jù)線上取得電源。只要在讀/寫過程中，將這些線置成高電平即可。
PC機對數(shù)據(jù)的管理采用菜單方式進行，其主菜單如下：
①讀入IC卡內(nèi)容并進行數(shù)據(jù)的分頁顯示、打印曲線、存檔；
②半溫度表的工作參數(shù)寫入IC卡；
③查看記錄在磁盤上的各臺儀表的數(shù)據(jù)；
④退出。
該程序采用C語言編制，整個程序包括以下幾個主要的功能模塊：
讀卡程序模塊—將IC卡數(shù)據(jù)讀入PC機內(nèi)存區(qū)，如有錯誤，給出顯示；
寫卡程序模塊—將鍵盤輸入或磁盤上的儀表工作參數(shù)寫入IC卡，如有錯誤，給出顯示；
數(shù)據(jù)處理模塊—將被壓縮的二進制數(shù)據(jù)解壓為按時間排列的數(shù)據(jù)表；
顯示數(shù)據(jù)模塊—顯示運行記錄表；
顯示曲線模塊—顯示溫度-時間曲線，并可根據(jù)需要進行X軸放大，Y軸放大。
溫度表的工作參數(shù)和溫度數(shù)據(jù)，均可在PC機屏幕上顯示，也可用打印機打印出來。圖3是溫度表所記錄的某過程的溫度曲線。
結(jié)語
基于IC卡的記錄式溫度表是一種具有存儲功能的儀表。它在儀表與PC機之間引入了一個簡單方便的接口，從而可以利用PC機的強大功能，使儀表成為一個數(shù)據(jù)采集的黑盒子。只黑盒子里的數(shù)據(jù)，可以方便地從鑰匙孔里取出，從而使溫度的實時記錄成為可能。這種記錄式儀表，不僅適用于溫度表，也適用于其它儀表。對于分散在工業(yè)現(xiàn)場的各種分立式儀表，這是實現(xiàn)儀表信息化的切實可行的辦法。
資料2：
近年來，西方國家的IC卡技術(shù)取得了十分重大的發(fā)展。IC卡的發(fā)展對于政府的財政管理、減少現(xiàn)金的使用、實現(xiàn)企業(yè)經(jīng)濟活動的信息化等經(jīng)濟活動能起到非常重要的作用。當(dāng)前我國的IC卡發(fā)展依然處于基礎(chǔ)階段，在十二五期間，我們應(yīng)當(dāng)深入開展IC卡的推廣發(fā)行，全面改善民生并完善我國社會公共服務(wù)。
一、金融IC卡在我國的發(fā)展現(xiàn)狀
當(dāng)前我國發(fā)行的金融IC卡數(shù)量已達1億多張，關(guān)于其應(yīng)用的拓展工作也正有序的展開。浙江寧波是我國金融IC卡多應(yīng)用的第一個試點地區(qū)，目前階段已經(jīng)實現(xiàn)了在城市管理、醫(yī)療衛(wèi)生、文化教育、公共交通及便民服務(wù)等多個行業(yè)金融IC卡的應(yīng)用。四川成都實施了創(chuàng)新，將金融IC卡與“城市一卡通”工程互相結(jié)合，用地鐵口為切入口是成都市的金融IC卡在各類公共服務(wù)領(lǐng)域起到非常重要的作用，首先使其在地鐵上得以應(yīng)用。以此同時，各個地方個分別實現(xiàn)了其在各個領(lǐng)域的運用，梅州、茂名、湛江等等地區(qū)分別實現(xiàn)了金融IC卡在公交、食堂、菜市場及加油站等地方的小額支付功能，使其得到了進一步的推廣應(yīng)用。廣州大學(xué)采用的是金融聯(lián)名IC卡，實現(xiàn)了大學(xué)城內(nèi)職工、學(xué)院及各單位的工作人員身份識別以及日常應(yīng)用，使其成為大學(xué)城內(nèi)的“一卡通”。湖南將金融IC卡應(yīng)用拓展到公共服務(wù)業(yè)，提供給公共汽車、出租車、停車場等相應(yīng)的服務(wù)，如密匙管理、發(fā)卡管理等，為這類公共行業(yè)提供了良好的便利，節(jié)約了其大量的人力、物力及財力，推動了該地區(qū)金融IC卡業(yè)務(wù)的深入推廣。
二、當(dāng)前我國金融IC卡行業(yè)應(yīng)用中存在的問題
(一)缺乏統(tǒng)一的領(lǐng)導(dǎo)
金融IC卡能夠得以應(yīng)用的各個領(lǐng)域均存在較強的獨立性，不能做到協(xié)調(diào)辦卡，一卡通用。例如軌道交通、公共汽車、高速公路等這些領(lǐng)域，涉及到的企業(yè)主體是不同的。所以許多企業(yè)雖然愿意發(fā)行金融IC卡，但是由于其資源的壟斷性，且各企業(yè)間采取的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不同，存在的資金風(fēng)險較高，不得不推遲該項工作的進行。
(二)缺乏統(tǒng)一的規(guī)劃
各行業(yè)間沒有統(tǒng)一的管理手段及管理措施，所以在推廣的時候十分困難。各個行業(yè)不能夠充分的共享科研成果，針對金融IC卡項目不同企業(yè)都存在重復(fù)建設(shè)的情況，嚴(yán)重浪費了資源。
(三)缺乏統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
當(dāng)前我國頒布的金融IC卡相關(guān)法律法規(guī)，除了《中國金融集成電路(IC)卡規(guī)范》，還有國家各個部門制定的不同行業(yè)的IC卡相關(guān)條款，其在上述規(guī)范的基礎(chǔ)上有一定的改變。例如支付密匙不相同，各個行業(yè)的支付標(biāo)準(zhǔn)不相同，這是將金融IC卡在行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域推廣開來的主要障礙。
(四)商業(yè)模式有待完善
金融IC卡的主要發(fā)展方向就是跨行業(yè)應(yīng)用。但是在初期發(fā)展過程中，受到各個行業(yè)不同利益需求的影響，推廣會有一定的困難。例如在進入銀行領(lǐng)域時，需要得到人民銀行的支持，與此同時還需要根據(jù)市場需求，以此為根據(jù)建立良好的商業(yè)模式，才能更好地發(fā)展。
三、金融IC卡的未來發(fā)展途徑
(一)政府加強扶持力度
金融IC卡在當(dāng)前社會經(jīng)濟環(huán)境下存在許多優(yōu)點:保障財物安全、支付便捷等。在金融IC卡領(lǐng)域推廣跨行業(yè)應(yīng)用對我國的居民行業(yè)卡預(yù)付資金能夠起到很好的保護作用，能夠保護持卡人的預(yù)付資金安全，且能讓居民在生活中更便捷的出行、購物，在一定程度上是一項重要的民生工程。政府應(yīng)當(dāng)站在人民的角度上多思考，給予該行業(yè)更多的支持，在政府的扶持下深入的推廣金融IC卡業(yè)務(wù)，最終使金融IC卡成為我國市場經(jīng)濟下新型產(chǎn)業(yè)的重點行業(yè)。
(二)建立跨行業(yè)管理機構(gòu)
采取政府牽頭模式，使銀行業(yè)金融機構(gòu)以及其他金融IC卡應(yīng)用的相關(guān)主管部門互相協(xié)調(diào)，實現(xiàn)其跨行業(yè)合作。對政府、交通以及公共衛(wèi)生等領(lǐng)域的應(yīng)用實施統(tǒng)一的籌劃，建立相同的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。加強政府的領(lǐng)導(dǎo)作用，以政策優(yōu)惠或是其他手段調(diào)動相關(guān)部門的參與積極性，使金融IC卡在各個領(lǐng)域得到全面統(tǒng)一的推廣。以政府為主導(dǎo)，帶領(lǐng)各行業(yè)解決金融IC卡目前發(fā)展過程中還存在的重難點問題，推動此項民生工程的平穩(wěn)迅速發(fā)展。
(三)建立統(tǒng)一發(fā)展規(guī)劃
在政府的領(lǐng)導(dǎo)下，各行業(yè)根據(jù)自身發(fā)展及具體行業(yè)性質(zhì)制定好未來發(fā)展規(guī)劃。該規(guī)劃要從人民的日�；顒又�，為改善居民的生活便利性為基礎(chǔ)出發(fā)點，將金融IC卡的跨行業(yè)應(yīng)用深入的推廣。還可以根據(jù)預(yù)估的情況，制定金融IC卡項目發(fā)展的三年五年規(guī)劃，并在應(yīng)用過程中不斷完善金融IC卡的穩(wěn)定性、安全性以及便捷度。
(四)加強金融IC卡的應(yīng)用廣度
各銀行在發(fā)行金融IC卡之后，應(yīng)當(dāng)致力于完善金融IC卡未來發(fā)展前景。以降低金融IC卡發(fā)卡成本、增強應(yīng)用領(lǐng)域來實現(xiàn)消費者對于金融IC卡的依賴性。并在金融IC卡相關(guān)的各個領(lǐng)域不斷開發(fā)研究，不斷更新其應(yīng)用領(lǐng)域，改善消費者的應(yīng)用體驗，讓自身的產(chǎn)品更加具有競爭力，最終使用戶自發(fā)的實現(xiàn)金融IC卡項目的推廣。
(五)采用多手段宣傳營銷
金融IC卡在推廣過程中應(yīng)當(dāng)加強自身的宣傳營銷力度，通過多種手段的宣傳手法及營銷模式向外推廣該項業(yè)務(wù)，在營銷過程中以快捷、安全為宣傳點，引起社會各界對金融IC卡的關(guān)注。再通過后續(xù)一定了解之后，由于金融IC卡其自身具備的多項優(yōu)勢，能使金融IC卡在各行各業(yè)得到廣泛的應(yīng)用。
四、結(jié)束語
在各行業(yè)內(nèi)全面推廣金融IC卡，能全面降低我國的銀行卡風(fēng)險。與磁條卡相比，金融IC卡存在多方面的優(yōu)勢。所以我們在日后的推廣過程中要逐步拓寬金融IC卡的設(shè)計領(lǐng)域，使其更具時代競爭力。
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